基于MATLAB-SIMULINK的交流电动机调速系统仿真.pdfVIP

基于 MATLAB-SIMULINK的交流电动机调速系统仿真 1 绪论 课题研究背景及目的 研究背景 直流调速系统的主要优点在于调速范围广、 静差率小、稳定性好以及具有良 好的动态性能。 在相当长时期内， 高性能的调速系统几乎都是直流调速系统。 尽 管如此，直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向和在恶劣环境下的不适 应问题， 同时制造大容量、 高转速及高电压直流电动机也十分困难， 这就限制了 直流拖动系统的进一步发展。 交流电动机自 1985 年出现后，由于没有理想的调速方案，因而长期用于恒 速拖动领域。 20 世纪 70 年代后，国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问 题，使得交流调速系统得到了迅速的发展， 现在交流调速系统已逐步取代大部分 直流调速系统。 目前，交流调速已具备了宽调速范围、 高稳态精度、 快动态响应、 高工作效率以及可以四象限运行等优异特性， 其稳、动态特性均可以与直流调速 系统相媲美。 与直流调速系统相比，交流调速系统具有以下特点： 容量大； 转速高且耐高压； 交流电动机的体积、重量、价格比同等容量的直流电动机小，且结构简单、 经济可靠、惯性小； 交流电动机环境使用性强，坚固耐用，可以在十分恶劣的环境下使用； 高性能、高精度的新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样的性能指标； 交流调速系统能显著的节能； 从各方面看，交流调速系统最终将取代直流调速系统。 研究目的 本课题主要运用 MATLAB-SIMULINK软件中的交流电机库对交流电动机调速 系统进行仿真， 由仿真结果图直接认识交流系统的机械特性。 本文重点对三相交 流调压调速系统进行仿真研究，认识 PID 调节器参数的改变对系统性能的影响， 认识该系统动态及静态性能的优劣及适用环境。 在实际应用中， 电动机作为把电能转换为机械能的主要设备， 一是要具有较 高的机电能量转换效率； 二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的 旋转速度。 电动机的调速性能如何对提高产品质量、 提高劳动生产率和节省电能 有着直接的决定性影响。因此，调速技术一直是研究的热点。 近几年来，科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创造了极为有利的技 术条件和物质基础。交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一样， 而且成本和维护费用比直流电动机系统更低， 可性更高。 目前，国外先进的工业 国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势，交流变频调速装置的生产大幅度上 升。日本， 1975 年在调速领域，直流占 80%，交流占 20%1985年交流占 80%,直 流占 20％。到目前为止，日本除了个别的地方还继续采用直流电机外，几乎所 有的调速系统都采用变频装置。交流调速系统的 matlab 软件已经能够在计算 matlab 语言非常适合于交流调速领域内的仿真及研 交流调速的控制策略近年来发展非常迅速， 诸如转差矢量控制， 自适应控制 （磁通自适应、断续电流自适应、参数自适应等模型参考自适应控制） ，状态观 测器（磁通观测器、力矩观测器等） ，为补偿速度降以提高精度的前馈控制，以 节能、平稳、快速等为目标函数的优化控制，线性二次型积分控制，滑模变结构 控制，直接转矩控制及模糊控制等已见诸国内外有关文献及杂志中 1.3 论文主要工作 1. 分析各种调速系统在实际运用中的优缺点，分析各种调速方式适